[아주대] 물리학실험1 액체와 기체의 압력 결과보고서

소개

2014년 2학기 A+ 받은 보고서입니다

목차

1. 측정값 및 데이터 처리
2. 질문에 대한 토의
3. 실험고찰

본문내용

선형회귀 결과 절편 값이 음수가 나왔고, 이는 실험 중 오류가 있었기 때문이다. 오류의 원인은 부피 측정 시 주사기 내부의 공기만을 고려했기 때문이다. 실제 실험에서의 총 부피는 ‘주사기 내부의 기체 부피 + 튜브 내부의 기체 부피’ 이므로 튜브 내부의 기체를 무시했기에 절편 값이 음수가 나왔다. 따라서 튜브 내부의 부피를 추가적으로 더해 준 상태에서 그래프를 그리면 절편이 0이 나온다. 그러므로 절편 값 1.09272㎖은 튜브 내부의 부피라고 말할 수 있다.
실험1의 데이터를 통해 이론값과 실험값과의 상대오차를 구해보면 각각 0.526%, 0.451%, 0.243%, 0.267%, 0.198%, 0.758%이었다. 실험1 부피의 상대오차범위는 0.198%X0.758% 이다. 모두 상대오차가 1%을 넘지 않으므로, 실험 1의 압력측정의 재현성은 매우 정밀했다고 할 수 있다. 하지만, 이론값과 실험값이 서로 완벽히 일치하지는 않았는데, 그 원인을 살펴보면,
① 오래 사용한 주사기를 가지고 실험을 하다 보니, 눈금이 지워져있어서 부피 값을 읽는 데 오차가 발생했을 수 있다.
② 튜브와 주사기를 연결하는 과정에서 미세한 양의 공기의 출입이 있었을 것이다.
③ 피스톤을 눌러 공기를 압축하면, 주사기 내의 압력이 높아져서 다시 피스톤이 바깥으로 튕겨져 나오려고 한다. 이를 방지하기 위해 피스톤에 계속 힘을 가해야 하는데, 이 과정에서 반발력보다 피스톤을 누르는 힘이 조금 더 세서 부피의 변화(오차)가 생겼을 수 있다.
④ 실험 중에 미세한 온도 변화에 의해 부피와 압력이 변했을 수 있다.

실험 2에서는 물의 깊이에 따른 압력변화를 측정해 보았다. 그리고 측정 결과를 토대로 선형 회귀분석을 사용해서 그래프를 그려보았다. 정지한 유체 내의 깊이에 따른 압력변화를 나타내는 식은 인데, 이 식은 기울기가 이고 절편이 인 일차함수로 볼 수 있다. 실제로 실험2의 선형회귀 그래프를 살펴보면, 기울기의 크기가 0.009458KPa/mm로 일정한 일차함수가 나타난다. 또, 절편은 수심이 0mm 일 때의 압력, 즉 대기압을 의미하며 99.442KPa이 나왔다.

참고자료

· 없음